JPH071852Y2 - Antenna device - Google Patents
Antenna deviceInfo
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- JPH071852Y2 JPH071852Y2 JP1988051886U JP5188688U JPH071852Y2 JP H071852 Y2 JPH071852 Y2 JP H071852Y2 JP 1988051886 U JP1988051886 U JP 1988051886U JP 5188688 U JP5188688 U JP 5188688U JP H071852 Y2 JPH071852 Y2 JP H071852Y2
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- forming circuit
- elements
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- array antenna
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はレーダシステムに用いられるコンフォーマル
アレーアンテナに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a conformal array antenna used in a radar system.
第3図は従来のアンテナ装置を示す構成図であり,図に
おいて(1)は半球上に複数個の素子を設けたコンフォ
ーマルアレーアンテナ,(2)は上記コンフォーマルア
レーアンテナ(1)を構成する半球の構造用基体,
(31)〜(3n)は上記構造用基体に沿つて配列されたn
個の素子,(41)〜(4n)は上記素子(31)〜(3n)に
接続するn本の信号線,(5)は上記信号線(41)〜
(4n)に接続するマイクロ波ビーム形成回路である。第
4図は上記コンフォーマルアレーアンテナ(1)を構成
する素子(31)〜(3n)の構成図であり,例として
(31)について示すものであり(61)は素子アンテナで
ある。FIG. 3 is a block diagram showing a conventional antenna device. In FIG. 3, (1) is a conformal array antenna having a plurality of elements provided on a hemisphere, and (2) is the conformal array antenna (1). Hemispherical structural substrate,
(3 1 ) to (3n) are n arranged along the structural substrate.
Number of elements, (4 1 ) to (4n) are n signal lines connected to the elements (3 1 ) to (3n), and (5) is the signal line (4 1 ) to
This is a microwave beam forming circuit connected to (4n). Figure 4 is a block diagram of a device (3 1) ~ (3n) which constitutes the conformal array antenna (1), is indicative for (3 1) as an example (6 1) is the element antenna .
次に動作について説明する。マイクロ波電力はコンフォ
ーマルアレーアンテナ(1)の半球の構造用基体(2)
に沿つて配列された素子(31)〜(3n)の素子アンテナ
(61)〜(6n)により受信され,信号線(41)〜(4n)
を経由しマイクロ波ビーム形成回路(5)に伝送されマ
イクロ波移相器,マイクロ波可変減衰器,マイクロ波ス
イツチ,マイクロ波結合器等を用いてマイクロ波信号の
まま合成されビームを形成する。Next, the operation will be described. Microwave power is the hemispherical structural substrate (2) of the conformal array antenna (1)
The signal lines (4 1 ) to (4n) received by the element antennas (6 1 ) to (6n) of the elements (3 1 ) to (3n) arranged along
The signal is transmitted to the microwave beam forming circuit (5) via the microwave beam forming circuit (5) and is combined as it is to form a beam by using a microwave phase shifter, a microwave variable attenuator, a microwave switch, a microwave combiner and the like.
従来のアンテナ装置は以上のように構成されているので
アンテナのビームは半空間にわたり任意に形成できる
が,移相器,減衰器,スイツチ,結合器,分配器等のマ
イクロ波部品を用いて多くのビームを構成する場合形状
損失が大きくなり,限られた数のビームしか同時に合成
できなかつた。また,レーダ装置の一部として使用し所
望の方向にビームを向けた場合を想定すると,所望の方
向からコンフォーマルアレーアンテナ(1)を見た場合
素子(31)〜(3n)のうち影になる部分の素子は有効に
利用できなくなり,特に天頂方向からの走査角が90°に
近づくと半数近くの素子は有効に使用されなくなる。Since the conventional antenna device is configured as described above, the antenna beam can be arbitrarily formed over a half space, but many antenna components such as phase shifters, attenuators, switches, couplers, and distributors are used. In the case of constructing the beam, the shape loss becomes large and only a limited number of beams can be combined at the same time. Moreover, the shadow of the used as part of the radar apparatus is assumed that for a beam in a desired direction, when viewed conformal array antenna (1) from the desired direction element (3 1) ~ (3n) The elements in the area marked with can no longer be used effectively, and especially when the scanning angle from the zenith direction approaches 90 °, nearly half of the elements cannot be used effectively.
また,コンフォーマルアレーアンテナ(1)の開口を2
分して,それぞれの部分のパターンを用いてモノパルス
パターンを形成する場合,従来のアンテナ装置ではマイ
クロ波ビーム形成回路(5)を使用しているため,1つの
観測方向については構成が可能であるが,観測方向が大
きく変化した場合,一方の開口が見えなくなるなど,差
のパターンの形成ができずコンフォーマルアレーアンテ
ナ(1)を用いて目標の追尾を行う場合,大きな課題と
なつていた。In addition, the aperture of the conformal array antenna (1) is set to 2
In the case of forming a monopulse pattern by using the pattern of each part, since the conventional antenna device uses the microwave beam forming circuit (5), it is possible to configure for one observation direction. However, when the observation direction changes significantly, one of the apertures becomes invisible, and the pattern of the difference cannot be formed, which is a big problem when the target is tracked using the conformal array antenna (1).
この考案は上記のような問題を解消するためになされた
もので、同時に複数のモノパルスパターンを合成できる
とともに、全素子を常時有効に使用することが可能であ
り、目標を広角にわたり追尾可能なアンテナ装置を得る
ことを目的とする。The present invention was made in order to solve the above problems, and it is possible to combine a plurality of monopulse patterns at the same time and effectively use all the elements at all times, and it is possible to track a target over a wide angle. The purpose is to obtain the device.
この考案に係るアンテナ装置は,各素子(31)〜(3n)
に低雑音増幅器とアナログデイジタル変換器を付加し,
素子(31)〜(3n)の出力をデイジタル信号に変換した
後,デイジタルビーム形成回路により複数個のビームを
合成し,それらの任意の2本のビームを用いモノパルス
パターンを形成する回路を具備したものである。The antenna device according to the present invention comprises elements (3 1 ) to (3n)
Add a low noise amplifier and analog digital converter to
It is equipped with a circuit that converts the outputs of elements (3 1 ) to (3n) into a digital signal, synthesizes a plurality of beams with a digital beam forming circuit, and forms a monopulse pattern using any two of these beams. It was done.
この考案において,デイジタルビーム形成回路で各素子
(31)〜(3n)からの位相振幅情報を含むデイジタル信
号を並列に任意に複数個合成した後任意の2本間パター
ンを用い,モノパルスパターンが合成できるため複数個
のモノパルスパターンを同時に合成することが可能とな
り,全素子(4)を有効に使用し広い空間にわたり,レ
ーダーの目標追尾に使用できるモノパルスパターンの形
成を可能にした。In this invention, a digital beam forming circuit synthesizes a plurality of digital signals including phase amplitude information from the respective elements (3 1 ) to (3n) in parallel and then synthesizes a monopulse pattern using an arbitrary pattern between two lines. As a result, multiple monopulse patterns can be combined at the same time, and all elements (4) can be effectively used to form a monopulse pattern that can be used for radar target tracking over a wide space.
以下,この考案の一実施例を図について説明する。第1
図において(1)は半球上に複数個の素子を設けたコン
フォーマルアレイアンテナ,(2)は上記コンフォーマ
ルアレーアンテナ(1)を構成する半球の構造用基体,
(31)〜(3n)は上記構造用基体に沿つて配列されたn
個の素子,(41)〜(4n)は上記素子(31)〜(3n)に
接続するn本の信号線,(7)は上記信号線(41)〜
(4n)に接続するデイジタルビーム形成回路,(81)〜
(8m)は上記デイジタルビーム形成回路(7)m個の出
力端子,(9)は上記出力端子(81)〜(8m)に接続さ
れたモノパルスパターン形成回路,(10)は上記モノパ
ルスパターン形成回路(9)のk個の出力端子である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
In the figure, (1) is a conformal array antenna in which a plurality of elements are provided on a hemisphere, (2) is a hemispherical structural base constituting the conformal array antenna (1),
(3 1 ) to (3n) are n arranged along the structural substrate.
Number of elements, (4 1 ) to (4n) are n signal lines connected to the elements (3 1 ) to (3n), and (7) is the signal line (4 1 ) to
Digital beam forming circuit connected to the (4n), (8 1) ~
(8m) is the digital beam forming circuit (7) m-number of output terminals, (9) the output terminal (8 1) ~ (8m) to the connected monopulse pattern forming circuit (10) is the monopulse pattern formation These are the k output terminals of the circuit (9).
第2図はコンフォーマルアレーアンテナ(1)を構成す
る素子(31)〜(3n)の構成図であり,例として素子
(31)について示すものであり(61)は素子アンテナ,
(111)は低雑音増幅器,(121)はアナログデイジタル
変換器である。Figure 2 is a block diagram of a device (3 1) ~ (3n) which constitutes a conformal array antenna (1), which shows the element (3 1) as an example (6 1) of antenna elements,
(11 1 ) is a low noise amplifier, and (12 1 ) is an analog digital converter.
次に動作について説明する。コンフォーマルアレーアン
テナ(1)の構造用基体(2)に取り付けられた素子
(31)〜(3n)の素子アンテナ(61)〜(6n)で受信さ
れたマイクロ波信号は低雑音増幅器(111)〜(11n)で
増幅される。低雑音増幅器(81)〜(8n)で増幅された
マイクロ波信号は直接またはIFに変換され,その出力は
アナログデイジタル変換器(121)〜(12n)により位相
と振幅の情報を含むデイジタル信号に変換される。デイ
ジタル信号は信号線(41)〜(4n)を伝送されデイジタ
ルビーム形成回路(7)で個別フーリエ変換高速フーリ
エ変換,Winogradフーリエ変換等の技術を使用してマイ
クロ波信号としてではなくデイジタル信号としてビーム
合成される。m本のビームに対応するデイジタル信号は
出力端子(81)〜(8n)を経由してモノパルスパターン
形成回路(9)において任意の2本ごとにそれぞれの信
号の和及び差が計算されモノパルスパターンを形成し、
モノパルスパターン出力端子(101)〜(10k)から出力
される。従つて半空間にわたり同時にモノパルスパター
ンを形成することが可能であり同時に多目標追尾が可能
となる。Next, the operation will be described. The microwave signals received by the element antennas (6 1 ) to (6n) of the elements (3 1 ) to (3n) mounted on the structural base body (2) of the conformal array antenna (1) are low noise amplifiers ( It is amplified in 11 1 ) to (11n). The microwave signal amplified by the low noise amplifiers (8 1 ) to (8n) is directly or converted to IF, and the output is digital including the phase and amplitude information by the analog digital converters (12 1 ) to (12n). Converted to a signal. The digital signal is transmitted through the signal lines (4 1 ) to (4n), and the digital beam forming circuit (7) uses a technique such as individual Fourier transform, fast Fourier transform, or Winograd Fourier transform, not as a microwave signal but as a digital signal. Beam-combined. digital signal monopulse pattern is calculated sum and difference of each signal every arbitrary two in monopulse pattern forming circuit (9) via an output terminal (8 1) ~ (8n) corresponding to m of beams To form
Output from the monopulse pattern output terminals (10 1 ) to (10k). Therefore, it is possible to form a monopulse pattern at the same time over a half space, and at the same time, it is possible to perform multi-target tracking.
なお,上記実施例はコンフォーマルアレーアンテナ
(1)として半球を使用したがこれに限定したものでは
なく,艦船,航空機,ミサイル,陸上用車両,衛星,地
上レーダサイト等の構造物の外側及び円柱,球円錐等の
一部またはこれらを複合した形状の曲面の一部または複
数箇所を有する形状であつてもよい。In the above embodiment, a hemisphere is used as the conformal array antenna (1), but the invention is not limited to this. The outside and the cylinder of structures such as ships, aircraft, missiles, land vehicles, satellites, ground radar sites, etc. It may have a shape having a part of a spherical cone or the like or a part of a curved surface having a combination thereof or a plurality of points.
偏波については,直線偏波に限定することなく円偏波も
使用可能である。Regarding polarized waves, circular polarized waves can be used without being limited to linear polarized waves.
以上のように,この考案によればコンフォーマルアレー
アンテナ(1)のマイクロ波信号をデイジタル信号に変
換し,デイジタルビーム形成回路(7)及びモノパルス
パターン形成回路(9)で合成するので従来のアンテナ
が有していたモノパルスパターン形成全素子(31)〜
(3n)の有効利用等に関する問題が改善され多目標処
理,アンテナビーム走査範囲の拡大,その他のデイジタ
ル処理を使用した信号処理システムとの連接アンテナ全
体の小形化等に関して大幅に性能が向上する。As described above, according to the present invention, the microwave signal of the conformal array antenna (1) is converted into a digital signal and combined by the digital beam forming circuit (7) and the monopulse pattern forming circuit (9). All monopulse pattern forming elements (3 1 ) possessed by
Problems related to the effective use of (3n) are improved, and performance is greatly improved in terms of multi-target processing, expansion of the antenna beam scanning range, miniaturization of the entire antenna connected to a signal processing system using digital processing, and so on.
第1図はこの考案の一実施例によるアンテナ装置を示す
構成図,第2図はこの考案によるアンテナ装置の素子の
構成図,第3図は従来のアンテナ装置を示す構成図,第
4図は従来のアンテナ装置の素子の構成図である。 (1)はコンフォーマルアレーアンテナ,(2)は構造
用基体,(31)〜(3n)は素子,(41)〜(4n)は信号
線,(5)はマイクロ波ビーム形成回路,(61)〜(6
n)は素子アンテナ,(7)はデイジタルビーム形成回
路,(81)〜(8m)は出力端子,(9)はモノパルスパ
ターン形成回路,(101)〜(10k)はモノパルスパター
ン出力端子,(111)〜(11n)は低雑音増幅器,(1
21)〜(12n)はアナログデイジタル変換器である。な
お,図中,同一符号は同一または相当部分を示す。1 is a block diagram showing an antenna device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of elements of the antenna device according to the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing a conventional antenna device, and FIG. It is a block diagram of the element of the conventional antenna device. (1) is a conformal array antenna, (2) is a structural substrate, (3 1 ) to (3n) are elements, (4 1 ) to (4n) are signal lines, (5) is a microwave beam forming circuit, (6 1 ) ~ (6
n) the element antenna, (7) digital beam forming circuit, (8 1) ~ (8m) the output terminal (9) is monopulse pattern forming circuit (10 1) ~ (10k) is monopulse pattern output terminal, (11 1 ) to (11n) are low-noise amplifiers, (1
2 1) ~ (12n) is an analog digital converter. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
れた形状の構造用基体と上記構造用基体に沿って配列さ
れた多数の素子とを有するコンフォーマルアレーアンテ
ナにおいて、上記各々の素子に低雑音増幅器及び上記低
雑音増幅器の出力を直接またはIFに変換した後ディジタ
ル信号に変換するアナログディジタル変換器と、上記ア
ナログディジタル変換器の出力を合成しm本(mは4以
上)のビームを形成するディジタルビーム形成回路と、
上記ディジタルビーム形成回路によりビーム合成された
m本のビームに対応するディジタル信号を入力し、上記
ビーム合成された任意の2本ごとにそれぞれの信号の和
及び差を計算してモノパルスパターンを形成するモノパ
ルスパターン形成回路とを付加したことを特徴とするア
ンテナ装置。1. A conformal array antenna having a structural substrate of a given shape such as the surface of an aircraft or the surface of a ship and a large number of elements arranged along the structural substrate. An analog-digital converter that converts the output of the noise amplifier and the low-noise amplifier directly or into an IF and then converts it into a digital signal, and the output of the analog-digital converter are combined to form m (m is 4 or more) beams. A digital beam forming circuit for
A digital signal corresponding to the m beams that are beam-combined by the digital beam forming circuit is input, and the sum and difference of the respective two beam-combined signals are calculated to form a monopulse pattern. An antenna device, wherein a monopulse pattern forming circuit is added.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1988051886U JPH071852Y2 (en) | 1988-04-18 | 1988-04-18 | Antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1988051886U JPH071852Y2 (en) | 1988-04-18 | 1988-04-18 | Antenna device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01153720U JPH01153720U (en) | 1989-10-23 |
JPH071852Y2 true JPH071852Y2 (en) | 1995-01-18 |
Family
ID=31277902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1988051886U Expired - Lifetime JPH071852Y2 (en) | 1988-04-18 | 1988-04-18 | Antenna device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH071852Y2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55151279A (en) * | 1979-05-14 | 1980-11-25 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Digital beam former |
JPS62203402A (en) * | 1986-03-04 | 1987-09-08 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Antenna system for mobile satellite communication |
-
1988
- 1988-04-18 JP JP1988051886U patent/JPH071852Y2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
電子通信学会編「アンテナ工学ハンドブック」(昭59−7−10)オーム社P.199−200 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01153720U (en) | 1989-10-23 |
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